Fiche de révision : Équilibres acido-basiques et calcul du pH

📋 Plan du Cours

1. Définitions et équilibres acido-basiques
2. Prédominance des formes acide-base
3. Calcul du pH selon le système

📖 1. Définitions et équilibres acido-basiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Acide : Espèce capable de céder un proton H⁺.
• Base : Espèce capable de capter un proton H⁺.

★ À maîtriser

📐 Formule - La constante d’acidité vérifie $K_a = \frac{[A^-][H_3O^+]}{[AH]} = 10^{-pK_a}$, donc $pK_a = -\log K_a$.

Compléments

📐 Formule - Pour un couple acide-base, les constantes vérifient $K_a \times K_b = K_e$ et $pK_a + pK_b = pK_e = 14$.

📐 Formule - Pour le couple A⁻/AH dans l’eau, l’équilibre basique s’écrit $A^- + H_2O \rightleftharpoons AH + OH^-$ et $K_b = \frac{[AH][OH^-]}{[A^-]}$.

💡 Astuce mémo

L’acide cède H+, la base capte H+.

📖 2. Prédominance des formes acide-base

📝 Points essentiels

📌 Si $pH = pK_a$, les concentrations vérifient $[AH] = [A^-]$.

📌 Si $pH < pK_a - 1$, alors $[AH] > 10[A^-]$ et AH prédomine largement.

💡 Astuce mémo

pH inférieur : AH ; égal : égalité ; supérieur : A−.

📖 3. Calcul du pH selon le système

★ À maîtriser

📐 Formule - Dans le cas général, le pH se calcule par $pH = -\log[H_3O^+]$.

📐 Formule - Pour un acide fort de concentration initiale C₀, $pH = -\log C_0$, avec une validité approchée si $pH \leq 6{,}5$.

📐 Formule - Pour une base forte de concentration initiale C₀, $pH = 14 + \log C_0$, avec une validité approchée si $pH \geq 7{,}5$.

📐 Formule - Pour un acide faible de concentration initiale C₀, $pH = \frac{1}{2}(pK_a - \log C_0)$.

📐 Formule - Pour une base faible de concentration initiale C₀, $pH = 7 + \frac{1}{2}(pK_a + \log C_0)$.

Compléments

📐 Formule - Pour un ampholyte caractérisé par deux constantes d’acidité, $pH = \frac{1}{2}(pK_{a1} + pK_{a2})$.

📊 Tableaux de synthèse

Formules de calcul du pH